CHAPITRE 2 – LA BIOLOGIE DE L’ESPRIT •
Ce qui est psychologique est en même temps biologique
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C’est notre cerveau qui tombe amoureux et non notre cœur
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Phrénologie : science de l’esprit vs. Psychologie : science de l’âme (non-sens – pourquoi la psychologie ne serait pas appelée phrénologie? En raison des bosses du crâne vouées à l’échec)
Communication neuronale P. 49 – 51 : neurones •
Neurone : cellule nerveuse, élément de base du système nerveux. Le neurone est un mécanisme miniature doté de compétences décisionnelles et capable d’effectuer des calculs très complexes (selon les signaux recueillis, l’influx peut atteindre ou non le seuil d’excitation pour le déclenchement d’un potentiel d’action – tout ou rien).
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Le neurone est formé d’un corps cellulaire, de dendrites (ramifications d’un neurone qui reçoit les messages et conduit l’influx nerveux jusqu’au corps cellulaire) et d’un axone (extension d’un neurone qui se termine par un bouquet de fibres ramifiées (télodendrons et boutons terminaux), au travers desquelles des messages sont envoyés aux autres neurones, aux muscles ou aux glandes. Certains axones sont isolés par une gaine de myéline, une couche de cellules riches en lipides, ce qui permet de transmettre les influx nerveux beaucoup plus rapidement. La membrane des axones est polarisée – potentiel de repos.
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Neurone sensitif : neurone transportant l’information qui arrive en provenance des récepteurs sensoriels vers le système nerveux central (cerveau et moelle épinière). Notre système nerveux en contient des millions
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Neurone moteur : neurone transportant l’information issue du système nerveux central vers le système nerveux périphérique (muscles et glandes). Notre système nerveux en contient des millions
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Interneurones : neurones du système nerveux central qui communiquent en interne et interviennent directement entre les influx sensoriels entrants et les influx moteurs sortants. La complexité provient surtout de ce système. Notre système nerveux en contient des milliards.
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Potentiel d’action : influx nerveux, brève décharge électrique qui se propage le long de l’axone (séquence d’événements ioniques qui propage un message). Produit lors de la réception de messages chimiques. Série de dépolarisations de la membrane des axones (habituellement, l’intérieur de la membrane est négatif et l’extérieur, positif; la membrane est polarisée). Les influx nerveux sont beaucoup moins rapides (millisecondes) que la propagation de l’électricité dans un fil électrique (nanosecondes).
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Messagers chimiques – signaux : les signaux peuvent être excitateurs ou inhibiteurs
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Un stimulus plus fort déclenchera une plus grande quantité de neurone et une plus grande fréquence de déclenchement, mais l’intensité de l’influx ne sera pas plus grande.
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L’influx nerveux doit atteindre le seuil d’excitation pour déclencher le potentiel d’action (tout ou rien) et celui-ci atteint toujours la même hauteur de dépolarisation.
P. 51 : comment les neurones communiquent-ils?
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Synapse (Sir Charles Sherrington) : jonction entre l’extrémité de l’axone du neurone émetteur et la dendrite ou le corps cellulaire de neurone receveur (ce qui cause la transmission synaptique). La fente étroite (un millionième de centimètre) existant au niveau de cette jonction est appelée fente synaptique.
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Neuromédiateurs : messagers chimiques qui traversent la fente synaptique entre des neurones. Lorsqu’ils sont libérés par les neurones émetteurs, les neuromédiateurs diffusent à travers la synapse et s’associent à des récepteurs situés sur les neurones receveurs, où ils vont influencer le déclenchement d’influx nerveux (en moins de 1/10 000 e de seconde). Provoque l’ouverture ou la fermeture de canaux ioniques. Exemples (il en existe des milliers) : acétylcholine, dopamine, sérotonine, noradrénaline, GABA, glutamate (voir tableau 2.1, p.53).
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Recapture : réabsorption neurone émetteur.
des
neurotransmetteurs
par
le
P. 51 – 54 : comment les neuromédiateurs nous influencent-ils? •
Endorphine (Candace Pert et Solomon Snyder, 1973) : morphine endogènes, neuromédiateurs naturels analogues aux opiacés, associés au contrôle de la douleur et au plaisir.
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Si le cerveau est baigné par des drogues opiacées, il peut cesser de produire ses propres opioïdes naturels.
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Des médicaments et d’autres produits chimiques agissent sur la chimie cérébrale au niveau des synapses en amplifiant ou en bloquant l’activité d’un neuromédiateur.
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Agoniste : molécule chimique assez identique au neuromédiateur pour mimer ses effets ou bloquer sa recapture (mimétisme). Les antagonistes bloquent le fonctionnement du neuromédiateur (exemple : toxine botulinique, curare, etc.)
Le système nerveux
P. 55 – 58 : le système nerveux périphérique et le système nerveux central •
Système nerveux : réseau de communication électrochimique rapide de l’organisme, formé de l’ensemble des cellules nerveuses des systèmes nerveux central et périphérique (voir figure 2.7, p.55).
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Système nerveux périphérique (SNP) : neurones sensitifs et moteurs connectant le système nerveux central au reste de l’organisme
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Les informations du SNP voyagent par les axones qui sont rassemblés dans des câbles électriques appelés nerfs (un nerf n’est pas un neurone, c’est un ensemble de neurone).
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Système nerveux somatique (volontaire) : partie du système nerveux périphérique contrôlant les muscles squelettiques.
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Système nerveux autonome (involontaire) : partie du système nerveux périphérique contrôlant les glandes et les muscles des organes internes. Sa partie sympathique stimule, sa partie parasympathique calme.
Système nerveux sympathique : partie du système nerveux autonome impliquée dans l’éveil de l’organisme, mobilisant son énergie dans les situations stressantes.
Système nerveux parasympathique : partie du système nerveux autonome qui apaise l’organisme et conserve son énergie.
Système nerveux central (SNC) : cerveau et moelle épinière o
C’est le cerveau qui nous confère notre humanité, nous permet de penser, de ressentir et d’agir.
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Le cerveau fonctionne par activation de réseaux neuronaux (les neurones entrent en contact avec des neurones voisins avec lesquels ils peuvent établir des connexions brèves et rapides). Les cellules de chaque couche neuronale se connectent à diverses cellules de la couche suivante. L’apprentissage survient à mesure que le rétrocontrôle renforce les connexions. Réseaux neuronaux (Donald Hebb) : l’esprit est l’activité du cerveau et l’apprentissage équivaut à des modifications de synapses (figure 2.9, p.57).
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La moelle épinière est une autoroute de l’information qui relie le système nerveux périphérique au cerveau (des faisceaux nerveux ascendants envoient des informations sensorielles et des faisceaux nerveux descendants envoient en retour des informations motrices)
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Réflexe : réponse simple et automatique à un stimulus sensoriel (figure 2.10, p.58), des gens paralysés peuvent ainsi marcher, avoir une érection, accoucher, etc.
Si la partie supérieure de la moelle épinière est endommagée, nous ne ressentons plus de douleur et autres sensations en bas de cet endroit, puisque les informations ne se rendent plus jusqu’au cerveau.
Le système endocrinien P. 58 – 60 •
Système endocrinien : système de communication chimique «lente» de l’organisme; ensemble de glandes qui sécrètent des hormones dans la circulation sanguine (figure 2.11, p.59). Le système endocrinien est relié au système nerveux.
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Hormones : messagers chimiques essentiellement fabriqués par les glandes endocrines et qui sont transportés dans le sang et agissent sur d’autres tissus. o
Certaines hormones ont une composition chimique identique à celle des neuromédiateurs (adrénaline et noradrénaline).
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Les hormones du système endocrinien influencent de nombreux aspects de notre vie comme la croissance, la reproduction, le métabolisme et l’humeur, gardant chaque chose en équilibre pendant que nous répondons à d’autres stimuli.
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Hypophyse (glande pituitaire) : glande la plus influente du système endocrinien. Sous le contrôle de l’hypothalamus, elle régule la croissance et contrôle les autres glandes endocrines.
Les messages endocriniens ont des effets qui ont tendance à durer plus longtemps que ceux des messages nerveux.
Le cerveau •
Cerveau + Corps = Esprit, mais l’esprit est produit par le cerveau
P. 61 – 62 : les outils de la découverte; l’examen de notre tête •
Le côté droit du corps est relié au côté gauche du cerveau, et vice-versa
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Nous pouvons détruire sélectivement de petits amas de cellules cérébrales saines ou endommagées sans détruire les cellules voisines.
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L’activité électrique des milliards de neurones du cerveau s’écoule en ondes régulières à travers sa surface.
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Électroencéphalogramme (EEG) : enregistrement amplifié des ondes d’activité électrique qui se propagent à la surface du cerveau. Ces ondes sont mesurées en plaçant des électrodes sur le scalp.
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Tomographie par émission de positions (TEP ou PET scan) : mise en évidence visuelle de l’activité du cerveau, qui suit le devenir d’une forme radioactive du glucose au moment où le cerveau accomplit une tâche donnée.
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Imagerie par résonance magnétique (IRM) : technique utilisant des champs magnétiques et des ondes radio pour produire des images des tissus mous générées par ordinateur; cette technique permet de voir l’anatomie du cerveau.
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IRM fonctionnelle (IRMf) : technique qui met en évidence le flux sanguin et, de ce fait, l’activité cérébrale en comparant différentes IRM successives. Les IRM fonctionnelles présentent le fonctionnement du cerveau.
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Tomodensitométrie : comme l’IRM, mais avec des rayons X
P. 62 – 67 : les structures cérébrales les plus anciennes •
Le rapport entre le poids du cerveau et celui du corps indique l’intelligence d’une espèce (mais exceptions – souris et ouistiti, par exemple)
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L’étude des structures cérébrales apporte des indications plus utiles sur les capacités d’un animal.
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Tronc cérébral : partie la plus ancienne et profonde du cerveau, commençant au niveau où la moelle s’élargie en pénétrant dans le crâne; il est responsable des fonctions automatiques de survie. o
Bulbe rachidien : base du tronc cérébral (haut de la moelle épinière) qui contrôle la respiration et les battements du cœur.
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Pont de Varole : au-dessus du bulbe rachidien, joue un rôle dans la coordination des mouvements
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Point de croisement où les nerfs de chaque partie du cerveau sont connectés à la partie opposée du corps
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Formation réticulée : réseau de nerfs à l’intérieur du tronc cérébral, s’étendant de la moelle épinière jusqu’au thalamus. Elle filtre les stimuli entrant et fait passer les informations importantes aux autres aires du cerveau. La formation réticulée joue également un rôle important dans le contrôle de l’éveil.
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Thalamus : relais sensoriel du cerveau; situé au sommet du tronc cérébral, il dirige les messages provenant des sens (excepté l’odorat) vers les aires sensorielles réceptrices du cortex et transmet les réponses au cervelet et au bulbe rachidien.
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Cervelet : le «petit cerveau» est une structure placée à l’arrière du tronc cérébral; il contribue au traitement des influx sensoriels, à la coordination des mouvements volontaires (l’alcool agit sur le cervelet) et à l’équilibre. Il permet également un type d’apprentissage non verbal et la mémoire, d’évaluer le temps, de moduler nos émotions et de différencier des sons et des textures.
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Ces anciennes fonctions cérébrales se produisent toutes sans effort conscient. Nous sommes conscients des résultats, mais non de la façon qu’ils se sont produits.
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Système limbique : système nerveux (comprenant l’hippocampe, l’amygdale et l’hypothalamus) situé sous les hémisphères cérébraux; associé aux émotions et aux pulsions. o
L’hippocampe : mémoire et apprentissage, voir chapitre 8
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Amygdale : deux centres nerveux, en forme d’amande, impliqués dans les émotions telles que la colère et la peur.
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L’hypothalamus : structure nerveuse située sous (hypo) le thalamus; il gouverne différentes activités de conservation (faim, soif, température corporelle, comportement sexuel), contribue à la régulation du système endocrinien par l’intermédiaire de l’hypophyse (il reçoit des ordres des autres parties du cerveau) et est impliqué dans les émotions et les récompenses.
Les comportements de dépendance (alcoolisme, abus de drogue, compulsion alimentaire, etc.) peuvent venir d’un syndrome de déficience de la récompense (théorie). Recherches effectuées par Olds et Milner avec un rat.
P. 68 – 75 : le cortex cérébral •
Cortex cérébral : tissu formé de neurones (de 20 à 23 milliards de cellules nerveuses) imbriqués et interconnectés qui recouvre (écorce) les hémisphères cérébraux; il constitue l’ultime centre de contrôle et de traitement des informations de l’organisme. La majeure partie de ce qui distingue l’humain des animaux provient des fonctions complexes de son cortex cérébral.
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Cellules gliales : cellules du système nerveux qui apportent leur support, des éléments nutritifs et leur protection aux neurones.
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Chaque hémisphère est divisé en quatre lobes, subdivisions géographiques séparées par des scissures profondes (plis). Chacun des lobes exécute de nombreuses fonctions et certaines fonctions réclament l’interaction de plusieurs lobes. o
Lobes frontaux : partie du cortex cérébral située juste derrière le front; impliqués dans la parole et les mouvements des muscles, mais aussi dans l’élaboration de plans et de jugements.
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Lobes pariétaux : partie du cortex cérébral située au sommet du crâne, vers l’arrière; reçoivent les influx sensoriels liés au toucher et à la position du corps.
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Lobes occipitaux : partie du cortex cérébral située à l’arrière de la tête, comprenant des aires qui reçoivent des informations des champs visuels.
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Lobes temporaux : partie du cortex cérébral située au niveau des tempes et comprenant les aires auditives, dont chacune reçoit principalement les informations auditives provenant de l’oreille opposée.
Cortex moteur (fonctions motrices) : zone située à l’arrière des lobes frontaux qui contrôle les mouvements volontaires. o
Penfield : stimulation cérébrale, chirurgies pour l’épilepsie
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Différentes zones du corps qui nécessitent un contrôle précis comme les doigts et la bouche occupent la plus grande partie de la surface corticale.
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Prothèses neuronales : il serait possible de permettre à quelqu’un de faire bouger un membre artificiel ou autres choses en mettant le cerveau électroniquement «sur écoute» (à l’aide d’électrodes). Contrôle électronique des muscles, aucun recours à la moelle épinière.
Cortex sensoriel (fonctions sensorielles) : zone située en avant des lobes pariétaux qui enregistre et traite les sensations de toucher et de mouvement éprouvées par l’organisme. o
Plus une zone est sensible (par exemple les lèvres, comparées aux orteils), plus grande sera la partie du cortex sensoriel (homoncule) qui lui sera consacrée.
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Cortex visuel primaire : lobes occipitaux
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Cortex auditif primaire : lobes temporaux
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Aires associatives : aires du cortex cérébral qui ne sont pas impliquées dans des fonctions motrices ou sensorielles primaires; elles sont plutôt impliquées dans les fonctions mentales supérieures telles que l’apprentissage, la mémoire, la pensée et la parole. Elles interprètent, intègrent et agissent sur les informations traitées par les aires sensorielles. Elles forment des associations entre les différentes informations (par exemple, association de la vision et de l’ouïe pour la lecture à haute voix) o
La stimulation électrique de ces aires associatives ne déclenche aucune réponse décelable (théorie de l’utilisation de seulement 10% du cerveau, mais c’est un mythe)
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Les aires associatives sont réparties dans les quatre lobes :
Lobes frontaux : permettent de juger, de planifier et de traiter de nouveaux souvenirs (fonctions exécutives de planification, d’auto contrôle et d’empathie). Des lésions à cet endroit peuvent altérer la personnalité d’un individu en levant ses inhibitions (plus grande irritabilité et moins de jugements moraux, par exemple – cas de Phineas Gage)
Lobes pariétaux : jouent un rôle important dans les raisonnements mathématiques et les raisonnements dans l’espace.
Lobes temporaux : reconnaissance des visages
Il est important de savoir qu’il n’existe jamais de zones précises (les capacités humaines complexes, telles que la mémoire, le langage et l’attention, résultent de la coordination étroite de nombreuses aires du cerveau.
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Le cerveau n’est pas uniquement façonné par nos gènes, mais aussi par nos expériences.
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Plasticité cérébrale : capacité du cerveau à se modifier, en particulier chez l’enfant (le cerveau est alors plus malléable – neurogenèse), en se réorganisant après une lésion ou en développant de nouvelles voies fondées sur l’expérience (reprogrammation, les fonctions sont redistribuées). Certains tissus peuvent se réorganiser en réponse à des lésions subies.
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Les neurones sectionnés ne se régénèrent pas, mais les souris et les hommes ont la capacité de générer de nouvelles cellules cérébrales (neurogèse – plusieurs recherches sont effectuées sur ce sujet).
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La cécité ou la surdité (et également des lésions graves) rendent les aires du cerveau non utilisées disponibles pour d’autres fonctions (soit motrices ou sensorielles)
P. 75 – 78 : Notre cerveau partagé •
Les deux côtés du cerveau assurent des fonctions différentes (possible de vérifier cette information lors de lésions cérébrales) o
Hémisphère gauche (hémisphère majeur ou dominant) : lecture, écriture, parole, raisonnement mathématique et compréhension. L’hémisphère gauche est un «interprète» qui construit instantanément des théories pour expliquer notre comportement. Rationnel, pour prendre des décisions.
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Hémisphère droit (hémisphère mineur ou dominé – mais probablement pas si limité) : réponses rapides et intuitives, pour copier des dessins (perçoit aisément les objets), reconnaître des visages, percevoir et exprimer (par l’hémisphère gauche) les émotions et la conduite sociale.
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Corps calleux : large bande de fibres nerveuses connectant les deux hémisphères et transportant les messages entre eux (l’épilepsie serait causée par une activité anormale à cet endroit – Philip Vogel et Joseph Bogen)
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Cerveau partagé : situation résultant d’une opération chirurgicale au cours de laquelle les deux hémisphères cérébraux sont isolés, après section des fibres qui les relient entre eux (essentiellement celles du corps calleux). Cette opération laisse la personne avec «deux esprits séparés». o
Si on leur donne l’occasion de s’exprimer individuellement, chaque hémisphère rapportera uniquement ses propres informations (voir test HEART, p.77)
P. 78 – 80 : différences gauche/droite du cerveau intact •
Lorsque quelqu’un accomplit une tâche de perception, l’activité augmente dans l’hémisphère droit, lorsque quelqu’un parle ou calcule, l’activité augmente dans l’hémisphère gauche.
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De la même façon que les entendants utilisent l’hémisphère gauche pour traiter le langage, les sourds utilisent l’hémisphère gauche pour traiter le langage des signes (pour le cerveau, le langage est un langage, qu’il soit parlé ou signé).
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L’hémisphère droit excelle dans le domaine des déductions subtiles (liens). Permet de moduler le discours afin de lui apporter une signification claire.
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Nous avons des «cerveaux unifiés» avec des parties spécialisées
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90% des gens sont droitiers et 10% des gens sont gauchers (un peu plus chez les hommes que chez les femmes). Certaines choses peuvent être inversées
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L’utilisation de la main droite prévaut dans toutes les cultures humaines. Cependant, chez les autres primates (excepté l’humain, le chimpanzé et le bonobo), la répartition entre gauchers et droitiers est bien plus uniforme.
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Des gènes ou un facteur prénatal quelconque exercent une influence sur la latéralité.
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Il ne fait pas nécessairement bon d’être gaucher (certains termes sont souvent péjoratifs).
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Les gauchers sont plus nombreux chez les gens ayant des problèmes de lecture, des allergies et des migraines. Mais les gauchers obtiennent de meilleurs résultats, quelle que soit la matière. Ils sont plus présents chez les musiciens, les mathématiciens, les joueurs professionnels de baseball et de cricket, les architectes et les artistes (Michel-Ange, Léonard de Vinci et Picasso, par exemple).
P. 80 – 81 : conclusion •
Il faut concevoir notre esprit comme un système holistique (Roger Sperry), nous ne sommes pas de simples robots bavards
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Un cerveau suffisamment simple pour être compris serait trop simple pour produire un esprit capable de le comprendre.
